Question

6．如图甲所示，重为100N的物体在大小为15N，方向水平向左的拉力F_l作用下，在水平地面上以4m/s的速度做匀速直线运动，滑轮质量、绳子质量和轴摩擦均不计
（1）拉力F₁的功率为120W．
（2）现改用如图乙所示的装置（滑轮质量、绳子质量和轴摩擦均不计）用F₂拉动该物体在同一水平面上以8m/s的速度做匀速直线运动，那么，F₂的大小为10N．

Answer 1

分析 （1）图甲为动滑轮，绳子的有效股数为2，根据v_绳=nv_物求出绳端移动的速度，根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出拉力F₁的功率；
（2）图甲中，滑轮质量、绳子质量和轴摩擦均不计，根据F=$\frac{1}{n}$f求出物体受到的摩擦力；图乙中滑轮组绳子的有效股数为3，根据F=$\frac{1}{n}$f求出F₂的大小．

解答 解：（1）图甲为动滑轮，绳子的有效股数为2，
则绳端移动的速度：v_绳=nv_物=2×4m/s=8m/s，
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可得，拉力F₁的功率：
P₁=F₁v_物=15N×8m/s=120W；
（2）图甲中，滑轮质量、绳子质量和轴摩擦均不计，
由F=$\frac{1}{n}$f可得，物体受到的摩擦力：
f=nF₁=2×15N=30N，
图乙中，滑轮组绳子的有效股数为3，
由于该物体对水平面的压力不变、接触面的粗糙程度不变，故摩擦力f不变，仍然为30N．
滑轮质量、绳子质量和轴摩擦均不计，则F₂的大小：
F₂=$\frac{1}{n′}$f=$\frac{1}{3}$×30N=10N．
故答案为：（1）120；（2）10．

点评 本题考查了功率和滑轮组绳子拉力的计算，关键是滑轮组绳子有效股数的确定，要注意滑动摩擦力的大小与物体运动的速度无关．